检测仪表复习总结

绪论

1． 化工生产中的主要测量参数：温度、物位、压力、流量、物性和物质成分

2． 测量的含义：用实验的方法确定一个参数的量值（数值和单位） 实质：通过实验，将

被测量和标准进行比较，确定被测对象的大小和单位

3． 化工测量仪表主要由三部分组成：检测环节、传送放大环节、信号处理显示环节 4． 测量方法：直接测量（最基本）、间接测量、组合测量 5． 最大引用误差?允许误差

6． 测量范围：测量仪表的误差处在规定极限内的一组被测点。

量程：测量范围的上限值和下限值的代数差 例：测量范围400—1000℃，则量程为600℃

7． 仪表的精度：用引用误差或相对误差的形式给出，由仪表的基本误差所决定

8． 仪表的灵敏度过高，仪表的精度要下降。仪表标尺上的分格值不能小于仪表允许误差的

绝对值

9． 分辨力：最小刻度值的一半 10． 误差的分类：

系统误差：由测量系统本身的问题所引起；在一定条件下，误差是固定的或者按一定规律变化；可通过实验对比法和残差校验法在有限程度内补偿

随机误差：由于复杂的客观事物内部中尚未认识而无法控制的因素造成；大小和方向没有规律，总体符合正态分布；可增加测量次数取平均值

粗大误差：由于测量方法不当或操作人员的失误造成；在一定测量条件下，绝对值特别大，显著偏离实际值，必须剔除；根据拉依达准则（测量次数大于30）和格布罗斯准则剔除 11．拉依达准则：求平均值，求标准差，计算残差，若vk?3?，则剔除 12．格布罗斯准则：求平均值，求便准差，计算残差，计算残差与标准差比值

?i?vi?，若?k??n(?)，则剔除。

压力测量

1． 工程上的压力即物理学中的压强

2． 压力的三种表示方式：绝对压力，表压，真空度。工业上使用的压力表和真空表，指示

值分别为表压和真空度 3． 工程技术上的压力单位：帕（Pa）、工程大气压（kgf/cm）、毫米汞柱（mmHg）和

毫米水柱（mmH2O）

425 1kgf/cm?0.9807?10帕=1?10mmH2O

21MPa?1000kPa?10.2kgf/cm2

4． 三种测量压力方法：应用液柱测量压力；应用弹性变形测量压力；应用电测法测量压力

原理 关系 液柱式压力计 液体静压原理 被测压力表压于工作液高度成正比弹性式压力计 弹性元件受力后发生弹性形变 弹性元件位移与被测压力成正比 电气式压力计 压力通过传感器转换成电量大小 输出电量与压力通过电阻、电容、电感或谐振频率有关，视具体电路而定 h? 特点 P?Pap ?(???')g??g测量准确，不能远距离传送，容易出现视差，适用于低压、负压或压力差测量 单管压力计绝对误差比U型管减少一半 结构简单，体积小，方便进行原具体传测力哪个范围广，送与监控，可与计精度高，仅适用于算机连接进行分析 压力的就地显示和远距离报警 弹簧管截面积必须是扁圆形或椭圆形 可用压力变送器转换成标准电信号或其信号 其他 5． 压力表的选择

仪表标尺使用范围保持在1~满刻度

3弹性式压力计：负荷变化大，使用范围为标尺的1~2

333 负荷变化小，使用范围为标尺的1~3

4 测量脉动压力，使用范围为标尺的1~1

332 测量高压压力，使用范围为标尺的1~3

5一般所选测量上线应大于或至少等于计算出的上限值，并同时满足最小值要求 在满足生产要求的前提下，尽可能悬着精度低、价廉耐用的仪表

物位测量

1． 物位的测量方法：直读式测量、浮力式测量、静压式测量、电气式测量、声波式测

量、核辐射式测量 直读式测浮力式测静压式测电气式测声波式测核辐射式量 原理 连通器原理 量 恒浮力或变浮力 量 通过测量液柱的静压测出液位高度 存在迁移问题 量 物位转换成电参数 量 超声波被接触面反射 受温度变化影响 测量 射线被中间物质吸收而减弱 关系非线性、不受环境影响、有害 特点 结构可可就地指靠，直观、示，也可怕污染、远传 不能远传 可测量液位、粉末状固体料位 2． 恒浮力：把液位变化转换成机械位移

变浮力：液位变化转换成浮力变化，再转换成机械位移 静压式测量：?p?H?g（无迁移，基准点与最低液位一致）

浮筒式液位计：液位高度与杠杆受力变化量成比例关系，液位越高，作用在杠杆上的力越小，扭角越小

3． 差压式液位计：

静压原理，液位与容器两点的静压差成正比；力矩平衡原理，力转换成位移，放大，

输出信号与压差成正比 H??p(?H?g)?I

Io?K??p?K'?F附

电动III型差压变送器（输出为标准4~20mA电流信号） 4．迁移问题

正、负迁移：改变测量范围的上下限，但不改变量程的大小。

无迁移：基准点与最低液位一致?p?P??P??(H?g?PA)?PA ?H?g

即H?0时?p?0

负迁移：有隔离液?p?p??p? ?H?1g?(h2?h1)?2g（H?0时，?p?0） 正迁移：安装位置低于最低液位?p?H??1g?h??1g（H?0时，?p?0）

流量测量

1． 流量的定义：单位时间内流过管道某截面的流体的体积、质量

A体积流量qv?v?dA

0?质量流量qm???v?A（气体中密度随压力和温度变化）

t2总量（累计流量）V?qm?dt

t1?2． 几种流量测量方法

体积流量的测量方法：

①容积法：应用齿轮、刮板、活塞、皮膜等的测量方法 ②流体力学法：

应用动能和静压能转换的测量方法（差压式（节流式）流量计） 应用改变流通面积的测量方法 应用流体离心力的测量方法

应用流体振动的测量方法 应用流动矩的测量方法

③电学法：应用电磁感应的测量方法

④声学法：应用时差、频差、相位差的测量方法 ⑤热学法：应用热导、热量的测量方法 ⑥光学法：应用激光测量流速的方法 质量流量的测量方法： ①直接法：

差压式测量方法 角动量式测量方法

应用麦纳斯效应的测量方法 应用科里奥利力的测量方法 ②推导法 容积式测量 节流式测量 （差压式流量计） 动压式测量 原理 把流体连续不断分割成固定体积单元 动压能和静压能相互转换，由压差测流量 流体冲击阻力体损失动压力 流量变化导致阻力体变化，流体流体面积变化 流体流动推动叶轮旋转 流体振荡原理 法拉第电磁感应 声波传播速度与流体流速有关 输入输出关系 特点 精度高，0.2—0.5级 量程范围大，1:10以上 变送器和密度计组合的方法 变送器和密度计组合的方法 变送器和变送器组合的方法

V?n?Vo qm?k?P qv?kF 精度1.0，量程比3:1 仪表刻度非线性 精度1.0，量程比3:1 适用于高粘度、低雷诺数流体 变面积是测量 （转子流量计） 叶轮式测量 流体振动式测量 电磁感应式测量 应用超声波测量 qv?A0?k 精度2.0，量程比10:1 适用于小流量流体 精度0.5，量程比10:1 易受流体密度、粘度影响 qv?k?? qv?k?f qv?k?Ex qv?k??t 精度0.5—1.0，线性范围100:1 精度1.0，量程比100:1，仅适用于导电液体 无接触测量，可测量高粘度、非导电介质以及气体流量 质量流量测量 qm???v?A 3．节流式（差压式）流量计的组成：节流装置、信号管路、差压计

差压式流量计优点：测量方法简单，技术成熟；没有可动元件，工作可靠；适用性强 缺点：安装要求严格，上下游需要足够长度直管段；测量范围窄；刻度非

线性；压力损失大

4．常用的节流元件：同心圆孔板、文丘里管、喷嘴、偏心孔板、 圆缺孔板、1/4圆孔板、 文丘利喷嘴

5．常用的取压方式：角接取压法、法兰取压法、径距取压法、理论取压法、管接取压法 取压位置不同，即使流过节流件流量是同一数值，测得差压不同 6.差压式流量计：qm?C?a1??42???P???a2???P（C为修正系数，??dD，a为节流件流通面积）

对于可压缩性流体，引入流束的膨胀系数?

其流量基本公式qm?????a2???P，qv?????a2???P

注：对于液体，??1；对于气体，?为节流件前的流体密度 7．差压式流量计实用流量公式：qm?????a2???P??????4d22???P

即流体流量与压差的平方根成正比

8．转子流量计，采用变面积式测量方法，转子所处平衡位置高低与流体流量大小相对应。特点：结构简单、工作可靠，量程比较宽，标尺线性，适用于测量小流量 输入输出关系：qv???d?tg???2g?Vf(?f??)??Af?h（?f—转子的密度，?—流体

密度），即流体体积流量与转子位置之间呈线性关系 9．转子流量计的修正： ①液体流量的修正 qv?qv0? ②气体流量修正

qv?qv0?(?f??)??0(?f??0)??（?0—水的密度，?—被测液体的密度）

?0?空气的密度?0P0?T?Z?（） ?P?T0?Z0??被测气体密度

10．质量流量计：工业生产中，计算物料平衡、热平衡、或经济核算的需要

qm???v?A

测量方式：直接式—直接检测出与??v成比例的信号

推导式—分别检测出密度和流速，在仪表中相乘后输出 差压式：P1?P3?4Kq???qv?K1???qv，即压差与质量流量成正比

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